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第八章
甾体及其苷类
第一节 概述 从陆地生物到海洋生物,天然存在的甾类成分很多,其结构中 都具有环戊烷骈多氢菲的甾核.这类成分的甾体母核上,都在C3位 接有羟基,并可和糖结合成苷,而主要区别在于C17侧链不同. 天然的甾类成分的C10, C13, C17取代大都是β-构型,根据3-OH和 10-CH3的相对构型,把它们称为β-型(顺式)和α-型(反式,又称 epi-型),其它位置还可被羟基,羟基,双键,环氧醚等取代.
O O
H H H H H H
H H
2 糖部分 构成强心苷的糖有20多种 根据它们的C 多种. 构成强心苷的糖有 多种.根据它们的 2位有无羟基 可分成2-羟基糖和 去氧糖两类,其中2-去氧糖仅见于强心 羟基糖和2-去氧糖两类 可分成 羟基糖和 去氧糖两类,其中 去氧糖仅见于强心 苷中. 苷中. (1) 2-羟基糖: 羟基糖: 羟基糖
甲型强心苷代表化合物----毛地黄强心苷 甲型强心苷代表化合物----毛地黄强心苷 ---毛地黄的品种主要为毛花毛地黄(Digitalis lanata)和紫花毛地黄 毛地黄的品种主要为毛花毛地黄 和紫花毛地黄 (Digitalis purpurea).从其中分离出的强心苷已有几十种,主要的 .从其中分离出的强心苷已有几十种, 苷元有以下五种. 苷元有以下五种. R1 R2 O H H 毛地黄毒苷元 (digitoxigenin) O R1 H OH 羟基毛地黄毒苷元 (gitoxigenin) R2 OH H 异羟基毛地黄毒苷元 (digoxigenin OH OH OH 双羟基毛地黄毒苷元 双羟基毛地黄毒苷元(diginatigenin) H O H H OOCH 吉他洛苷元(gitaloxigenin) 吉他洛苷元 由紫花毛地黄(见图 见图)叶中分离的强心苷 由紫花毛地黄 见图 叶中分离的强心苷 至少有20多种 多种, 至少有 多种,是由三种不同的强心 苷元----毛地黄毒苷元,羟基毛地黄毒 苷元 毛地黄毒苷元, 毛地黄毒苷元 苷元和吉他洛苷元与不同糖缩合所形成 的. 乙型强心苷( 乙型强心苷(P304) )
C/D 顺 顺 反 反 反 反
O O HO OH HO HO HO O
OH
OH COOH H H H OH
O
HO
HO
H
甾体及其苷类的生物活性多种多样,如C21甾体衍生物是一类重要的药物,黄体 激素,肾上腺皮质激素等都属于此类;最初在昆虫体内发现的昆虫变态激素,如 蜕皮甾酮有促进细胞生长的作用,能刺激真皮细胞分裂,对人体也有促进蛋白质 合成的作用,60年代后在植物界也发现了这类激素;从蟾酥中分离出的蟾毒配基 有升压,强心和兴奋呼吸等作用,可用于呼吸循环衰竭和失血性低血压休克;从 胆汁中发现的胆汁酸不下百种,其中甾体类成分鹅去氧胆酸,熊去氧胆酸有溶解 胆结石的作用. 甾体化合物在无水条件下遇强酸能产生与三萜类似的各种颜色反应P295.
二,结构与分类
强心苷是由强心苷元与糖缩合而成的. 强心苷是由强心苷元与糖缩合而成的. 1. 苷元部分 (1)根据 17连接的不饱和内酯环不同分为两类: 根据C 根据 连接的不饱和内酯环不同分为两类: 内酯), 甲型强心苷元) 接五元不饱和内酯( 接五元不饱和内酯 αβ-γ-内酯 ,为强心甾烯类 甲型强心苷元 内酯 为强心甾烯类(甲型强心苷元 接六元不饱和内酯( 双烯- 内酯), 接六元不饱和内酯 αβ,γδ-双烯 δ-内酯 ,为海葱甾二烯类 乙型强 双烯 内酯 为海葱甾二烯类(乙型强 心苷元) 心苷元 甲型强心苷元C 侧链大多是 构型,个别为α构型 侧链大多是β构型 构型. 甲型强心苷元 17-侧链大多是 构型,个别为 构型. 毒毛旋花子种子中含有异构化酶,能使C 侧链由 侧链由β构 毒毛旋花子种子中含有异构化酶,能使 17-侧链由 构 O 型变为α型 型无强心活性. 型变为 型, α型无强心活性.已知的强心苷元 型无强心活性 O 绝大多数属于甲型强心苷元, 绝大多数属于甲型强心苷元,由23个C原子 个 原子 H 组成,母核称强心甾. 组成,母核称强心甾. H H H 乙型强心苷元C 侧链都是 构型. 侧链都是β构型 乙型强心苷元 17-侧链都是 构型. H H H 自然界中仅有少数几种强心苷元属于这一 强心甾烯 H 海葱 甾二烯 类型, 类型,由24个碳原子 构成,母核称蟾酥甾或海葱甾. 个碳原子 构成,母核称蟾酥甾或海葱甾.
2 由于 去氧糖产生的反应 由于2-去氧糖产生的反应 Keller-Liliani反应(阴性结果的讨论) 反应( 反应 阴性结果的讨论) 对-二甲氨基苯甲醛反应 二甲氨基苯甲醛反应 反应 过碘酸-对硝基苯胺反应 过碘酸 对硝基苯胺反应
第四节
提取和分离
1 提取 原生苷的提取-- --要抑制酶的活性 原生苷的提取--要抑制酶的活性 用乙醇破坏或用(NH3)2SO4等无机盐沉淀,可直接用 ~80%的 等无机盐沉淀,可直接用70~ % 用乙醇破坏或用 乙醇加热提取) 乙醇加热提取) 次生苷的提取-- --可得用酶的活性 次生苷的提取--可得用酶的活性 加水拌湿, ~ °保持6~ 小时 然后用EtOAc或EtOH常法 小时, 加水拌湿,30~40°保持 ~12小时,然后用 或 常法 提取. 提取.
六碳醛糖:D-葡萄糖 六碳醛糖: 葡萄糖(D-glucose) 葡萄糖 6-去氧糖 L-鼠李糖 6-去氧糖:L-鼠李糖(L-rhamnose),L-夫糖(L-fucose),D-鸡纳糖(D去氧糖: 鼠李糖(L-rhamnose),L-夫糖 夫糖(L-fucose),D-鸡纳糖 鸡纳糖(Dquinovose),D-弩箭子糖 弩箭子糖(D-antiarose),D-6-去氧阿洛糖 去氧阿洛糖(D-6-deoxy allose) , 弩箭子糖 , 去氧阿洛糖 6-去氧糖甲醚:L-黄花夹竹桃糖 黄夹糖 去氧糖甲醚: 黄花夹竹桃糖 黄夹糖,L-thevetose),D-毛地黄糖 黄花夹竹桃糖(L-黄夹糖 去氧糖甲醚 , 毛地黄糖 (D-digitalose)
第三节
理化性质
1 性状 多为无色结晶或无定形粉末,有旋光性,17位上的侧链为 位上的侧链为β 多为无色结晶或无定形粉末, 有旋光性,17 位上的侧链为β- 构型者味苦, 构型者不苦,但无疗效.对粘膜有刺激性. 构型者味苦,而α-构型者不苦,但无疗效.对粘膜有刺激性. 2 溶解度 强心苷一般可溶于水,甲醇,乙醇,丙酮等极性溶剂, 强心苷一般可溶于水,甲醇, 乙醇,丙酮等极性溶剂 ,难溶于 乙醚, 石油醚等非极性溶剂. 弱亲脂性苷略溶于氯仿乙醚 , 苯 , 石油醚等非极性溶剂 . 弱亲脂性苷略溶于氯仿 - 乙醇 ),亲脂性苷略溶于乙酸乙脂 含水氯仿,氯仿-乙醇( 亲脂性苷略溶于乙酸乙脂, (2:1), 亲脂性苷略溶于乙酸乙脂,含水氯仿,氯仿-乙醇(3:1). 它 们的溶解度随分子所含糖基的数目,糖的种类, 们的溶解度随分子所含糖基的数目,糖的种类,以及苷元中所含羟 基的多少和位置不同而异. 基的多少和位置不同而异.例如糖基多的原生苷比其次生苷元的亲 水性强,亲脂性弱,可溶于水等高极性溶剂而难溶于低极性溶剂. 水性强,亲脂性弱,可溶于水等高极性溶剂而难溶于低极性溶剂. 但还必须注意糖基和苷元上羟基数目多少的不同. 但还必须注意糖基和苷元上羟基数目多少的不同.
CH3 O OH OH OH D-digitoxose
O OH OH CH3 OMe L-oleandrose
CH3 O OH OH OMe D-cymarose
CH3 OH OMe D-diginose O OH
3 苷元和糖的连接方式 强心苷中, 强心苷中,多数是几种糖结合成低聚糖的形式再与苷 元的C 结合成苷, 元的 3-OH结合成苷,只有少数为双糖苷或单糖苷.糖虽 结合成苷 只有少数为双糖苷或单糖苷. 无强心作用,但可增强强心苷对心肌的亲和力. 无强心作用,但可增强强心苷对心肌的亲和力. 糖和苷元的连接方法有三种类型: 糖和苷元的连接方法有三种类型: I 型:苷元-(2,6-二去氧糖 x-(D-葡萄糖 y 苷元 二去氧糖) 葡萄糖) 二去氧糖 葡萄糖 II 型:苷元 苷元-(6-去氧糖 x-(D-葡萄糖 y 去氧糖) 葡萄糖) 去氧糖 葡萄糖 III型:苷元 葡萄糖) 型 苷元-(D-葡萄糖 y 葡萄糖 植物界存在的强心苷以I型 型较多, 型较少 型较少. 植物界存在的强心苷以 型,II型较多,III型较少. 型较多
O O
(2) 苷元母核中 苷元母核中A,B,C,D四个环的稠合构象对强心苷的理化性 四个环的稠合构象对强心苷的理化性 质及生理活性均有一定影响, 质及生理活性均有一定影响,天然存在的已知强心苷元 A/B环大多是顺式(也有反式), 环大多是顺式( ),B/C环都是反式,C/D环 环都是反式, 环大多是顺式 也有反式), 环都是反式 环 除个别外都是顺式. 除个别外都是顺式. O O
CH3 OH OM e OH
D-digitalose
O OH
OH
OHOHOH来自D-antiarose
D-6-deoxy allose
(2) 2-去氧糖 2,6-二去氧糖:D-毛地黄毒糖(D-digitoxose) 2,6-二去氧糖甲醚:L-夹竹桃糖(L-oleandrose),D-加拿大 麻糖(D-cymarose),D-地芰糖(D-diginose)
第四节
甾体皂苷(steroidal saponins) 甾体皂苷
一 ,甾体皂苷概述 甾体皂苷是一类由螺甾烷类化合物衍生的寡糖苷. 甾体皂苷是一类由螺甾烷类化合物衍生的寡糖苷.在植物界 分布广泛,大多分布于百合科,石蒜科和薯蓣科. 分布广泛,大多分布于百合科,石蒜科和薯蓣科.甾体皂苷以作 为合成甾体激素及其有关药物的原料而著名, 为合成甾体激素及其有关药物的原料而著名,比直接作为药用更 为重要.但某些甾体皂苷也具有降血糖,降胆固醇, 为重要.但某些甾体皂苷也具有降血糖,降胆固醇,抗菌和细胞 毒等活性,因而作为临床用药.如地奥心血康( 毒等活性,因而作为临床用药.如地奥心血康(黄山药中的有效 部位, 种甾体皂苷),心脑舒通( 部位,含8种甾体皂苷),心脑舒通(蒺藜果实的总皂苷). 种甾体皂苷),心脑舒通 蒺藜果实的总皂苷). 上世纪80年代后 随着分离技术,结构研究手段的飞速发展, 年代后, 上世纪 年代后,随着分离技术,结构研究手段的飞速发展,使 得极性较大,糖链较长的皂苷研究有了突破性进展, 得极性较大,糖链较长的皂苷研究有了突破性进展,尤其是二维 NMR谱的应用,使得对含有较长糖链的皂苷结构的研究更为方 谱的应用, 谱的应用 便. 二, 甾体皂苷的结构与分类 甾体皂苷元是由27个碳原子构成 共有A,B,C,D,E,F六个环, 个碳原子构成, 六个环, 甾体皂苷元是由 个碳原子构成,共有 六个环 E环和 环以螺缩酮的形式联接,共同组成螺旋甾烷.依照螺甾烷 环和F环以螺缩酮的形式联接 环和 环以螺缩酮的形式联接,共同组成螺旋甾烷. 结构中C 的构型和F环的环合状态 可将其分为四种类型. 环的环合状态, 结构中 25的构型和 环的环合状态,可将其分为四种类型.